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C語言字符串中的Z算法與文本匹配

發布時間:2024-08-30 09:55:44 來源:億速云 閱讀:82 作者:小樊 欄目:編程語言

Z算法(Z Algorithm)是一種用于字符串匹配和搜索的高效算法

Z算法的基本思想是構建一個Z函數,該函數可以在O(n)時間內計算出給定字符串的所有前綴的最大公共前后綴長度。Z函數的定義如下:

  1. Z[0] = n,其中n為字符串的長度。
  2. 對于i > 0,Z[i]表示以S[i]開頭的最長公共前后綴的長度。

Z算法的實現步驟如下:

  1. 初始化兩個指針left和right,分別表示當前已知的最長公共前后綴的左右邊界。
  2. 遍歷字符串,對于每個字符S[i],計算Z[i]的值。
  3. 如果i <= right且Z[i - left]< right - i + 1,則Z[i] = Z[i - left]。
  4. 否則,從right + 1開始,向右比較S[j]和S[i + j],直到找到不相等的字符或達到字符串的末尾。
  5. 更新left和right的值。

Z算法的時間復雜度為O(n),因為在計算過程中,每個字符最多被訪問兩次。

Z算法在文本匹配中的應用:

  1. 將模式串和文本串拼接成一個新的字符串,即S = P + “#” + T,其中P為模式串,T為文本串。
  2. 使用Z算法計算S的Z函數。
  3. 遍歷Z函數,找到Z值等于模式串長度的位置,即為模式串在文本串中的匹配位置。

這種方法的時間復雜度為O(n + m),其中n為文本串的長度,m為模式串的長度。由于Z算法的時間復雜度為O(n),因此該方法在實際應用中具有較高的效率。

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